专利名称：多功能电动护理床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及服务机器人的技术领域，且特别是有关于一种用于减轻护理人员 护理强度的采用连杆为执行构件的柔性床板多功能电动护理床。
背景技术：
多功能护理床可以针对生活不能自理的老年人、危重病人、瘫痪病人的特殊需求， 以人体生理运动结构为基础，能随意调节床的背部和腿部以及身体侧翻角度。护理人员可 以通过床边的控制器来控制床的运动，方便了护理。夜间也可以通过设定好的程序，对病患 进行定时的体位转换运动以预防褥疮的发生，减轻了护理人员的负担，具有功能齐全、操作 方便、结构简洁、安全性高等特点。目前，与本实用新型相关的电动护理床主要有一是采用电动或手动方式通过传 动链驱动床板的相应部分运动，使人体处于坐、卧等姿势；二是采用伺服电机经减速器减速 增矩后驱动连杆机构，带动床板的相应部分运动，实现卧床者体位的变换；三是采用直线推 杆驱动连杆机构的连架杆，带动各床板运动，完成整个功能。上述电动护理床存在的不足是(1)采用杆机构的连架杆作为主动件来完成抬 背、侧翻、曲腿等动作时，根据人体工学，通常会由于人体转动中心和机构转动不一致，导致 人体在抬背、侧翻、曲腿时会有到背部有挤压或拉拖的感觉；(2)向上曲腿时小腿部分床板 为刚性连接，患者在使用过程中容易产生挤压的感觉；(3)采用伺服电机驱动，由于伺服电 机的价格较贵，造成电动护理床的成本过高，难以推广；(4)整床的功能较为单一，仅有抬 背或翻身功能，无法满足大部分病人的需要，市场推广度不高。
发明内容有鉴于此，本实用新型提供一种多功能电动护理床，通过在转动中心附近设置柔 性件，依靠人体自身重力，使柔性件部分贴近人身体，增大整体接触面积。利用线性推杆来 驱动各床板，通过连杆曲线来模拟真实翻身的动作，集曲腿、抬背、侧翻多种功能与一身。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是—种多功能电动护理床，包括床板和控制装置。其中，床板分为各自独立动作的侧 翻部分、抬背部分和曲腿部分。各个部分的转动中心处设置有柔性件。各个部分均对应有 执行相应动作的执行机构。执行机构由各自对应的线性推杆驱动。线性推杆包括电机、蜗 杆蜗轮机构和梯形丝杠机构，电机的转子分别连接蜗杆蜗轮机构和梯形丝杠机构。控制装 置包括MCU、存储器和电机驱动装置。存储器连接至MCU。MCU输出控制信号至相应的电机 驱动装置，以控制相应的电机动作。本实用新型中，所述柔性件为沿着床板长度方向弯曲的床板，其下部由各对应的 平衡支撑架支撑，靠人体自身重力实现柔性件的弯曲。本实用新型中，所述柔性件包括背中部柔性床板、中央柔性床板、臀中部柔性床板 以及腿部柔性床板。[0010]本实用新型中，所述床板包括背左侧床板、背右侧床板、臀左侧床板、臀右侧床板 以及脚部床板，各个床板与柔性件之间分别活动铰接。本实用新型中，所述侧翻部分的执行机构还包括侧翻连架杆和侧翻支撑连杆，所 述线性推杆的一端铰接于侧翻支撑连杆，侧翻支撑连杆与侧翻连架杆铰接。线性推杆推动 使得侧翻部分的执行机构带动床板侧翻完成整个运动过程。本实用新型中，所述抬背部分的执行机构还包括抬背辅助连架杆、抬背辅助连杆、 抬背连架杆、抬背支撑连杆以及抬背主连杆，所述线性推杆的一端铰接于抬背辅助连架杆 和抬背辅助连杆，抬背辅助连杆、抬背主连架杆、抬背支撑连杆以及抬背主连杆互相铰接在 一起。线性推杆推动抬背辅助连架杆和抬背辅助连杆使得抬背主连杆运动，从而使得背部 床板按照连杆曲线运动，此时中央柔性件经人体重力，弯曲成形，完成整个抬背动作。本实用新型中，所述曲腿部分的执行机构还包括平行四边形杆组、曲腿连杆以及 曲腿连架杆，所述线性推杆的一端铰接于曲腿连架杆，曲线连杆的一端与平行四边形杆组 下部杆的中部进行铰接，另一端与曲腿连架杆铰接。通过线性推拉来实现床板的上下移动， 达到上曲腿和下曲腿的功能。本实用新型中，所述MCU采用闭环控制方式。采用闭环的方式来实现抬背动作必 须在左右水平的前提下实现。在左右侧翻的时候，通过对左右两套侧翻机构的线性推杆的 控制，将一侧侧翻机构的侧翻角度翻转得比另一侧大，从而使床板的左中右三块形成一个 类似V字形的状态，提高患者在使用该功能时的舒适度。本实用新型改变现有电动护理床运动功能设计上的不足，提高护理床使用的舒适 性，降低产品的成本，并有利于多功能电动护理床的推广，其有益效果具体如下(1)改变了现有电动护理床运动功能设计上的不足常见的护理床通常是采用杆 机构的连架杆来作为执行构件来完成抬背、侧翻、曲腿等动作。但是根据人体工学，通过连 架杆来完成以上动作的时候，通常会由于人体转动中心和机构转动不一致，导致人体在抬 背，侧翻，曲腿时会有到背部有挤压或拉拖的感觉。因此本实用新型中，通过在转动中心附 近设置柔性件，依靠人体自身重力，使柔性件部分贴近人身体，增大整体接触面积，然后利 用连杆机构的连杆来带动面板，通过连杆曲线来模拟真实翻身的动作。(2)改变了现有曲腿功能的刚性连接，采用软连接的方法，提高了患者在使用过程 中的舒适性，且具有曲腿上升后曲腿落脚的双重功能。(3)侧翻机构采用模块结构设计，解决了市面上部分采用连杆驱动床板的护理床 无法具有侧翻功能。由于本实用新型中抬背机构和侧翻机构均采用连杆来带动床板，利用 连杆曲线配合柔性面板来模拟人体抬背和侧翻时的动作。然而要利用连杆来带动床板，那 床板必须和驱动连杆进行焊接配合，既将驱动连杆与床板作为一体来进行运动，因此当使 用同一线性推杆来驱动臀部和背部侧翻面板时，进行抬背运动背部面板和臀部面板就会发 生干涉现象，所以背部床面板与臀部床面板就不能通过同一个电机来进行驱动，因此本实 用新型的侧翻机构采用4个相同的四杆机构，通过4个相同的迷你线性推杆分别对4个机 构进行驱动。本实用新型将背部和臀部侧翻机构分别作为两个框架来进行设计。在进行抬 背运动时，让背部侧翻框架整体随抬背连杆一起抬起，完成整个抬背运动，从而解决了抬背 运动时候背部面板与臀部面板的干涉问题。通过与电气联动的方式，减少了机构的复杂程 度，减轻了整床的重量，降低了生产成本。[0019](4)用线性推杆取代了伺服电机，使用了平面铰链机构，且传动机构、机架、床板框 架等采用金属材料和复合材料制造，铰接选用标准件螺栓和螺母及销轴，极大地降低了生 产成本，有利于产品的推广和产业化生产。
图1所示为本实用新型的结构示意图。图2所示为图1的侧视图。图3所示为图1中的侧翻部分的结构示意图。图4所示为本实用新型的侧翻部分动作示意图。图5所示为本实用新型的抬背、曲腿联动示意图。图6所示为本实用新型的抬背部分动作示意图。图7所示为本实用新型的曲腿部分动作示意图。图8所示为本实用新型的控制装置的电路示意图。
具体实施方式
为让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实 施例，并配合附图，作详细说明如下。结合图1 图7，本实用新型提供一种具有柔性件，连杆驱动的曲升腿、翻身、抬背 的多功能电动护理床，包含床板、起机架的作用床架13、线性推杆、抬背机构、侧翻机构以及 曲腿机构。其中，床板由背部床板、臀部床板、脚部床板和柔性件构成。背部床板总共由两部 分组成，分别为背左侧床板15、背右侧床板2。臀部床板总共由两部分组成，分别为臀左侧 床板14、臀右侧床板5。脚部床板8是一块可上下升降的床板。柔性件总共有四部分组成， 背中部柔性床板3、中央柔性床板4、臀中部柔性床板6、腿部柔性床板7，它们均可以沿着床 长度方向弯曲的床板，底下由各平衡支撑架支撑，靠人体自身重力实现床板的弯曲状态。上 述各床板与柔性床板之间用螺钉活动铰接。线性推杆及各个机构均设置于床板的下方。如图1所示，床板还包括床头板1和床尾板9，床架13的下方安装有脚轮12，便于 移动。床尾板支架11处设置有刹车踏板10，用以控制本实用新型停止运动。结合图3和图4，侧翻机构包括侧翻线性推杆40、左右侧翻杆构件、中部柔性床 板、左右床板以及所涉及的部分床架。线性推杆40的一端通过侧翻线性推杆支座39铰接 于床架13上，另一端铰接于侧翻构件上。侧翻构件的另一端相互铰接。具体来说，侧翻构 件包括侧翻连架杆131、侧翻连架杆II32、侧翻支撑连杆133、侧翻外框架34、侧翻支撑连杆 II 35、侧翻连架杆III 36、侧翻连架杆IV 37、侧翻水平支撑38。侧翻水平支撑38与床板 焊死，中部柔性床板与左右床板相互铰接，靠侧翻水平支撑38来维持水平状态下的平整。 侧翻线性推杆40推动使得侧翻机构带动床板侧翻完成整个运动过程。如图2所示，抬背机构包括背部侧翻框架模块17、抬背连架杆118、抬背支撑连杆 19、抬背连架杆1120、抬背辅助连杆21、抬背辅助连架杆22、抬背线性推杆23、臀部侧翻框 架模块24以及抬背水平支撑板30。如图6所示，抬背线性推杆23推动抬背辅助连杆21和 抬背辅助连架杆22带动抬背连架杆运动，从而使得背部床板按照连杆曲线运动，此时中央 柔性件经人体重力，弯曲成形，完成整个抬背动作。[0033]结合图2和图7，曲腿机构包括曲腿线性推杆29、曲腿连架杆28、曲腿连杆27以 及平行四边形杆组26。平行四边形杆组26的两端分别铰接于机架，另一端与床板及床板延 伸支架板分别铰接。曲腿连杆27 —端与平行四边形杆组26下部杆在中部进行铰接，另一 端与曲腿连架杆28进行铰接。曲腿线性推杆29的一端与连曲腿连架杆28的一端铰接，通 过线性推拉来实现床板的上下移动，达到上曲腿和下曲腿的功能。上述各个机构的线性推杆为联动机构的动力，由24V电机、蜗杆蜗轮机构和梯形 丝杠机构组成。具体地，电机的转子连接蜗杆蜗轮机构和梯形丝杠机构。本实用新型中，线 性推杆使背部床板的转动幅度达0° 70°，背部侧板板的转动幅度达0° 36°，腿部床 板向上转动幅度为0° 30°，向下转动幅度为0° 60°。如图8所示，本实用新型还包括控制装置，控制装置包括MCU、存储器和电机驱动 装置。存储器连接至MCU，由MCU输出控制信号至相应的24V电机驱动装置，以控制相应的 24V电机动作。本实用新型中的控制装置采用闭环的方式来实现抬背动作必须在左右水平 的前提下实现。在左右侧翻的时候，通过对左右两套侧翻机构的线性推杆的控制，将一侧侧 翻机构的侧翻角度翻转得比另一侧大，从而使床板的左中右三块形成一个类似V字形的状 态，提高患者在使用该功能时的舒适度。本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来 限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修 饰，都应作为本实用新型的技术范畴。
权利要求1.一种多功能电动护理床，包括床板，其特征在于，所述床板分为各自独立动作的侧翻 部分、抬背部分和曲腿部分，各个部分的转动中心处设置有柔性件；所述各个部分均对应有 执行相应动作的执行机构；所述执行机构由各自对应的线性推杆驱动，所述线性推杆包括电机、蜗杆蜗轮机构和 梯形丝杠机构，电机的转子分别连接蜗杆蜗轮机构和梯形丝杠机构；多功能电动护理床还包括控制装置，所述控制装置包括MCU、存储器和电机驱动装置， 所述存储器连接至MCU ；MCU输出控制信号至相应的电机驱动装置，以控制相应的电机动 作。
2.根据权利要求1所述的多功能电动护理床，其特征在于，所述柔性件为沿着床板长 度方向弯曲的床板，其下部由各对应的平衡支撑架支撑，靠人体自身重力实现柔性件的弯 曲。
3.根据权利要求1所述的多功能电动护理床，其特征在于，所述柔性件包括背中部柔 性床板、中央柔性床板、臀中部柔性床板以及腿部柔性床板。
4.根据权利要求1所述的多功能电动护理床，其特征在于，所述床板包括背左侧床板、 背右侧床板、臀左侧床板、臀右侧床板以及脚部床板，各个床板与柔性件之间分别活动铰接。
5.根据权利要求1所述的多功能电动护理床，其特征在于，所述侧翻部分的执行机构 还包括侧翻连架杆和侧翻支撑连杆，所述线性推杆的一端铰接于侧翻支撑连杆，侧翻支撑 连杆与侧翻连架杆铰接。
6.根据权利要求1所述的多功能电动护理床，其特征在于，所述抬背部分的执行机构 还包括抬背辅助连架杆、抬背辅助连杆、抬背连架杆以及抬背支撑连杆，所述线性推杆的一 端铰接于抬背辅助连架杆和抬背辅助连杆，抬背辅助连杆、抬背连架杆以及抬背支撑连杆 互相铰接在一起。
7.根据权利要求1所述的多功能电动护理床，其特征在于，所述曲腿部分的执行机构 还包括平行四边形杆组、曲腿连杆以及曲腿连架杆，所述线性推杆的一端铰接于曲腿连架 杆，曲线连杆的一端与平行四边形杆组下部杆的中部进行铰接，另一端与曲腿连架杆铰接。
8.根据权利要求1所述的多功能电动护理床，其特征在于，所述MCU采用闭环控制方式。
专利摘要本实用新型提供一种多功能电动护理床，包括床板和控制装置。其中，床板分为各自独立动作的侧翻部分、抬背部分和曲腿部分。各个部分的转动中心处设置有柔性件。各个部分均对应有执行相应动作的执行机构。执行机构由各自对应的线性推杆驱动。控制装置包括MCU、存储器和电机驱动装置。MCU输出控制信号至相应的电机驱动装置，以控制相应的电机动作。本实用新型通过在转动中心附近设置柔性件，依靠人体自身重力，使柔性件贴近人身体，增大整体接触面积。利用线性推杆来驱动各床板，通过连杆曲线来模拟真实翻身的动作，集曲腿、抬背、侧翻多种功能与一身。
文档编号A61G7/015GK201775734SQ201020290950
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月13日 优先权日2010年8月13日
发明者关丽萍, 朱振军, 林骁雯, 辛绍杰, 黄舜 申请人:上海电机学院